JP7137089B2 - 樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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Description
本開示は、樹脂組成物及び成形品に関する。
電気・電子機器、自動車等の分野では、高出力化に伴い発熱量が増大しており、放熱特性を良好にするため、熱伝導性に優れた放熱部材が求められている。
特許文献１では、熱溶融性フッ素樹脂と、所定の粒子（Ａ）及び粒子（Ｂ）から構成される窒化ホウ素粒子とを所定の割合で含む樹脂組成物が検討されている。
特許文献２では、熱可塑性樹脂と、球状窒化ホウ素粒子及び扁平状窒化ホウ素粒子から構成される窒化ホウ素とを所定の割合で含む樹脂組成物が検討されている。
本開示は、放熱性だけでなく成形性にも優れた樹脂組成物及び成形品を提供することを目的とする。
本開示は、フッ素樹脂及び窒化ホウ素粒子を含む樹脂組成物であって、上記樹脂組成物に対し、上記フッ素樹脂が３５～７０質量％、上記窒化ホウ素粒子が３０～６５質量％であり、上記樹脂組成物のメルトフローレートが５．０ｇ／１０分以上であることを特徴とする樹脂組成物に関する。
上記窒化ホウ素粒子は、粒子径が１４．６～２０．６μｍの粒子の割合（ａ）に対する粒子径が２４．６～２９．４μｍの粒子の割合（ｂ）の比（（ｂ）／（ａ））が１．０以上であることが好ましい。
上記窒化ホウ素粒子は、粒子径が１４．６～２０．６μｍの粒子の割合（ａ）が５．０％以下であることが好ましい。
上記窒化ホウ素粒子は、粒子径が２４．６～２９．４μｍの粒子の割合（ｂ）が１０．０％以下であることが好ましい。
上記フッ素樹脂は、溶融加工可能なフッ素樹脂であることが好ましい。
上記フッ素樹脂は、テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、及び、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
上記樹脂組成物は、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
上記樹脂組成物は、引張破断歪が１．０％以上であることが好ましい。
本開示は、上記樹脂組成物を射出成形して得られる成形品にも関する。
本開示によれば、放熱性だけでなく成形性にも優れた樹脂組成物及び成形品を提供することができる。
以下、本開示を具体的に説明する。
本開示は、フッ素樹脂及び窒化ホウ素粒子を含む樹脂組成物であって、上記樹脂組成物に対し、上記フッ素樹脂が３５～７０質量％、上記窒化ホウ素粒子が３０～６５質量％であり、上記樹脂組成物のメルトフローレートが５．０ｇ／１０分以上であることを特徴とする樹脂組成物に関する。
本開示は、フッ素樹脂及び窒化ホウ素粒子を含む樹脂組成物であって、上記樹脂組成物に対し、上記フッ素樹脂が３５～７０質量％、上記窒化ホウ素粒子が３０～６５質量％であり、上記樹脂組成物のメルトフローレートが５．０ｇ／１０分以上であることを特徴とする樹脂組成物に関する。
従来、放熱性を高めるために窒化ホウ素等の放熱フィラーをフッ素樹脂に多量に配合すると、溶融粘度が極めて高くなり、成形、特に、射出成形が困難となり、用途が極めて限定されるという問題があった。
本開示の樹脂組成物は、上述した特徴を有することにより、放熱性だけでなく成形性にも優れる。特に、射出成形が可能であり、多様な用途に適用することができる。
本開示の樹脂組成物は、また、靭性及び耐熱性にも優れる。
本開示の樹脂組成物は、上述した特徴を有することにより、放熱性だけでなく成形性にも優れる。特に、射出成形が可能であり、多様な用途に適用することができる。
本開示の樹脂組成物は、また、靭性及び耐熱性にも優れる。
上記樹脂組成物は、メルトフローレート（ＭＦＲ）が５．０ｇ／１０分以上である。ＭＦＲが上記範囲内にある樹脂組成物は、成形性に優れる。特に、射出成形が可能な成形性を有する。
上記樹脂組成物のＭＦＲは、７．０ｇ／１０分以上であることが好ましく、１０．０ｇ／１０分以上であることがより好ましい。また、１００ｇ／１０分以下であることが好ましく、７０ｇ／１０分以下であることがより好ましく、５０ｇ／１０分以下であることが更に好ましい。
上記樹脂組成物のＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８に準拠して、直径２．１ｍｍで長さが８ｍｍのダイにて、荷重５ｋｇ、３７２℃で測定した値である。
上記樹脂組成物のＭＦＲは、７．０ｇ／１０分以上であることが好ましく、１０．０ｇ／１０分以上であることがより好ましい。また、１００ｇ／１０分以下であることが好ましく、７０ｇ／１０分以下であることがより好ましく、５０ｇ／１０分以下であることが更に好ましい。
上記樹脂組成物のＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８に準拠して、直径２．１ｍｍで長さが８ｍｍのダイにて、荷重５ｋｇ、３７２℃で測定した値である。
上記フッ素樹脂は、溶融加工可能なフッ素樹脂であることが好ましい。本明細書において、溶融加工可能であるとは、押出機及び射出成形機等の従来の加工機器を用いて、ポリマーを溶融して加工することが可能であることを意味する。
上記フッ素樹脂は、融点が１００～３６０℃であることが好ましく、１４０～３５０℃であることがより好ましく、１６０～３２０℃であることが更に好ましい。
本明細書において、融点は、示差走査熱量計〔ＤＳＣ〕を用いて１０℃／分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
本明細書において、融点は、示差走査熱量計〔ＤＳＣ〕を用いて１０℃／分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
上記フッ素樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以上であることが好ましく、２０ｇ／１０分以上であることがより好ましく、また、２００ｇ／１０分以下であることが好ましく、１００ｇ／１０分以下であることがより好ましい。
上記フッ素樹脂のＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って、メルトインデクサーを用いて、フルオロポリマーの種類によって定められた測定温度（例えば、後述するＰＦＡやＦＥＰの場合は３７２℃、ＥＴＦＥの場合は２９７℃）、荷重（例えば、ＰＦＡ、ＦＥＰ及びＥＴＦＥの場合は５ｋｇ）において内径２ｍｍ、長さ８ｍｍのノズルから１０分間あたりに流出するポリマーの質量（ｇ／１０分）として得られる値である。
上記フッ素樹脂のＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って、メルトインデクサーを用いて、フルオロポリマーの種類によって定められた測定温度（例えば、後述するＰＦＡやＦＥＰの場合は３７２℃、ＥＴＦＥの場合は２９７℃）、荷重（例えば、ＰＦＡ、ＦＥＰ及びＥＴＦＥの場合は５ｋｇ）において内径２ｍｍ、長さ８ｍｍのノズルから１０分間あたりに流出するポリマーの質量（ｇ／１０分）として得られる値である。
上記フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン〔ＴＦＥ〕／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）〔ＰＡＶＥ〕共重合体〔ＰＦＡ〕、ＴＦＥ／ヘキサフルオロプロピレン〔ＨＦＰ〕共重合体〔ＦＥＰ〕、エチレン〔Ｅｔ〕／ＴＦＥ共重合体〔ＥＴＦＥ〕、Ｅｔ／ＴＦＥ／ＨＦＰ共重合体〔ＥＦＥＰ〕、ポリクロロトリフルオロエチレン〔ＰＣＴＦＥ〕、クロロトリフルオロエチレン〔ＣＴＦＥ〕／ＴＦＥ共重合体、Ｅｔ／ＣＴＦＥ共重合体、ポリフッ化ビニル〔ＰＶＦ〕、ポリフッ化ビニリデン〔ＰＶＤＦ〕等が挙げられる。
上記フッ素樹脂としては、なかでも、ＰＦＡ、ＦＥＰ及びＥＴＦＥからなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、ＰＦＡ及びＦＥＰからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましく、ＰＦＡが更に好ましい。
上記フッ素樹脂は、パーフルオロ樹脂であることも好ましい。
上記フッ素樹脂は、パーフルオロ樹脂であることも好ましい。
ＰＦＡとしては、特に限定されないが、ＴＦＥ単位とＰＡＶＥ単位とのモル比（ＴＦＥ単位／ＰＡＶＥ単位）が７０／３０以上９９／１未満である共重合体が好ましい。より好ましいモル比は、７０／３０以上９８．９／１．１以下であり、更に好ましいモル比は、８０／２０以上９８．９／１．１以下である。ＴＦＥ単位が少なすぎると機械物性が低下する傾向があり、多すぎると融点が高くなりすぎ成形性が低下する傾向がある。上記ＰＦＡは、ＴＦＥ及びＰＡＶＥと共重合可能な単量体に由来する単量体単位が０．１～１０モル％であり、ＴＦＥ単位及びＰＡＶＥ単位が合計で９０～９９．９モル％である共重合体であることも好ましい。ＴＦＥ及びＰＡＶＥと共重合可能な単量体としては、ＨＦＰ、ＣＺ３Ｚ４＝ＣＺ５（ＣＦ２）ｎＺ６（式中、Ｚ３、Ｚ４及びＺ５は、同一若しくは異なって、水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ６は、水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、ｎは２～１０の整数を表す。）で表されるビニル単量体、及び、ＣＦ２＝ＣＦ－ＯＣＨ２－Ｒｆ７（式中、Ｒｆ７は炭素数１～５のパーフルオロアルキル基を表す。）で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体等が挙げられる。
上記ＰＦＡは、１８０～３２４℃未満であることが好ましく、２３０～３２０℃であることがより好ましく、２８０～３２０℃であることが更に好ましい。
ＦＥＰとしては、特に限定されないが、ＴＦＥ単位とＨＦＰ単位とのモル比（ＴＦＥ単位／ＨＦＰ単位）が７０／３０以上９９／１未満である共重合体が好ましい。より好ましいモル比は、７０／３０以上９８．９／１．１以下であり、更に好ましいモル比は、８０／２０以上９８．９／１．１以下である。ＴＦＥ単位が少なすぎると機械物性が低下する傾向があり、多すぎると融点が高くなりすぎ成形性が低下する傾向がある。上記ＦＥＰは、ＴＦＥ及びＨＦＰと共重合可能な単量体に由来する単量体単位が０．１～１０モル％であり、ＴＦＥ単位及びＨＦＰ単位が合計で９０～９９．９モル％である共重合体であることも好ましい。ＴＦＥ及びＨＦＰと共重合可能な単量体としては、ＰＡＶＥ、アルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体等が挙げられる。
上記ＦＥＰは、融点が上記ＰＴＦＥの融点よりも低く、１５０～３２４℃未満であることが好ましく、２００～３２０℃であることがより好ましく、２４０～３２０℃であることが更に好ましい。
ＥＴＦＥとしては、ＴＦＥ単位とエチレン単位とのモル比（ＴＦＥ単位／エチレン単位）が２０／８０以上９０／１０以下である共重合体が好ましい。より好ましいモル比は３７／６３以上８５／１５以下であり、更に好ましいモル比は３８／６２以上８０／２０以下である。ＥＴＦＥは、ＴＦＥ、エチレン、並びに、ＴＦＥ及びエチレンと共重合可能な単量体からなる共重合体であってもよい。共重合可能な単量体としては、下記式
ＣＨ２＝ＣＸ５Ｒｆ３、ＣＦ２＝ＣＦＲｆ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ３、ＣＨ２＝Ｃ（Ｒｆ３）２
（式中、Ｘ５は水素原子又はフッ素原子、Ｒｆ３はエーテル結合を含んでいてもよいフルオロアルキル基を表す。）で表される単量体が挙げられ、なかでも、ＣＦ２＝ＣＦＲｆ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ３及びＣＨ２＝ＣＸ５Ｒｆ３で表される含フッ素ビニルモノマーが好ましく、ＨＦＰ、ＣＦ２＝ＣＦ－ＯＲｆ４（式中、Ｒｆ４は炭素数１～５のパーフルオロアルキル基を表す。）で表されるパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）及びＲｆ３が炭素数１～８のフルオロアルキル基であるＣＨ２＝ＣＸ５Ｒｆ３で表される含フッ素ビニルモノマーがより好ましい。また、ＴＦＥ及びエチレンと共重合可能な単量体としては、イタコン酸、無水イタコン酸等の脂肪族不飽和カルボン酸であってもよい。ＴＦＥ及びエチレンと共重合可能な単量体は、含フッ素重合体に対して０．１～１０モル％が好ましく、０．１～５モル％がより好ましく、０．２～４モル％が特に好ましい。
ＣＨ２＝ＣＸ５Ｒｆ３、ＣＦ２＝ＣＦＲｆ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ３、ＣＨ２＝Ｃ（Ｒｆ３）２
（式中、Ｘ５は水素原子又はフッ素原子、Ｒｆ３はエーテル結合を含んでいてもよいフルオロアルキル基を表す。）で表される単量体が挙げられ、なかでも、ＣＦ２＝ＣＦＲｆ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆ３及びＣＨ２＝ＣＸ５Ｒｆ３で表される含フッ素ビニルモノマーが好ましく、ＨＦＰ、ＣＦ２＝ＣＦ－ＯＲｆ４（式中、Ｒｆ４は炭素数１～５のパーフルオロアルキル基を表す。）で表されるパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）及びＲｆ３が炭素数１～８のフルオロアルキル基であるＣＨ２＝ＣＸ５Ｒｆ３で表される含フッ素ビニルモノマーがより好ましい。また、ＴＦＥ及びエチレンと共重合可能な単量体としては、イタコン酸、無水イタコン酸等の脂肪族不飽和カルボン酸であってもよい。ＴＦＥ及びエチレンと共重合可能な単量体は、含フッ素重合体に対して０．１～１０モル％が好ましく、０．１～５モル％がより好ましく、０．２～４モル％が特に好ましい。
上記ＥＴＦＥは、１４０～３２４℃未満であることが好ましく、１６０～３２０℃であることがより好ましく、１９５～３２０℃であることが更に好ましい。
上述した共重合体の各単量体単位の含有量は、ＮＭＲ、ＦＴ－ＩＲ、元素分析、蛍光Ｘ線分析を単量体の種類によって適宜組み合わせることで算出できる。
上記フッ素樹脂の含有量は、上記樹脂組成物に対し、３５～７０質量％である。上記含有量は、４５質量％以上であることが好ましく、４８質量％以上であることがより好ましく、５０質量％以上であることが更に好ましく、また、６５質量％以下であることが好ましく、６２質量％以下であることがより好ましい。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の粒子であることが好ましい。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子は、５０％粒子径（Ｄ５０）が３．０μｍ以下であることが好ましく、２．８μｍ以下であることがより好ましい。上記５０％粒子径は、また、２．０μｍ以上であることが好ましく、２．２μｍ以上であることがより好ましい。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子の５０％粒子径を上記範囲内に制御することで、上記樹脂組成物のＭＦＲを、上述した範囲内とすることができ、上記樹脂組成物が射出成形性に優れたものとなる。また、比較的大きな粒子の割合が少なくなるため、応力を分散させることができ、上記樹脂組成物の引張破断歪を高くすることができ、靭性を向上させることができる。
上記５０％粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子の５０％粒子径を上記範囲内に制御することで、上記樹脂組成物のＭＦＲを、上述した範囲内とすることができ、上記樹脂組成物が射出成形性に優れたものとなる。また、比較的大きな粒子の割合が少なくなるため、応力を分散させることができ、上記樹脂組成物の引張破断歪を高くすることができ、靭性を向上させることができる。
上記５０％粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
本明細書において、窒化ホウ素粒子の粒度分布は、レーザー回折式粒子径分布測定装置（Ｓｙｍｐａｔｅｃ ＧｍｂＨ社製、ＲＯＤＯＳ Ｔ４．１）を用いて以下の条件にて測定するものである。
（測定条件）
測定レンジ：Ｒ１（０．１８～３５μｍ）
分散圧：３ｂａｒ
サンプル量：１ｇ
（測定条件）
測定レンジ：Ｒ１（０．１８～３５μｍ）
分散圧：３ｂａｒ
サンプル量：１ｇ
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子は、９０％粒子径（Ｄ９０）が９．０μｍ以下であることが好ましく、８．０μｍ以下であることがより好ましく、７．０μｍ以下であることが更に好ましい。上記９０％粒子径は、また、３．０μｍ以上であることが好ましく、４．０μｍ以上であることがより好ましく、５．０μｍ以上であることが更に好ましい。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記９０％粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記９０％粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子は、粒子径が１４．６～２０．６μｍの粒子の割合（ａ）が５．０％以下であることが好ましく、４．０％以下であることがより好ましく、３．０％以下であることが更に好ましく、２．０％以下であることが更により好ましく、１．０％以下であることが特に好ましい。上記割合（ａ）は、また、０．０１％以上であってよい。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記割合（ａ）は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記割合（ａ）は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子は、粒子径が２４．６～２９．４μｍの粒子の割合（ｂ）が１０．０％以下であることが好ましく、５．０％以下であることがより好ましく、２．０％以下であることが更に好ましく、１．５％以下であることが特に好ましい。上記割合（ｂ）は、また、０．１％以上であってよい。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記割合（ｂ）は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記割合（ｂ）は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めることができる。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子は、粒子径が１４．６～２０．６μｍの粒子の割合（ａ）に対する粒子径が２４．６～２９．４μｍの粒子の割合（ｂ）の比（（ｂ）／（ａ））が１．０以上であることが好ましく、１．１以上であることがより好ましい。上記比は、また、２０．０以下であることが好ましく、１０．０以下であることがより好ましく、５．０以下であることが更に好ましい。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子の比（ｂ）／（ａ）を上記範囲内に制御することで、上記樹脂組成物のＭＦＲを、上述した範囲内とすることができ、上記樹脂組成物が射出成形性に優れたものとなる。また、熱伝導性に寄与する粒子径２４．６～２９．４μｍの比較的大きな粒子がある程度存在するため、上記樹脂組成物の熱伝導率を高くすることができ、放熱性を向上させることができる。
上記比は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めた割合（ａ）及び（ｂ）に基づいて算出することができる。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子の比（ｂ）／（ａ）を上記範囲内に制御することで、上記樹脂組成物のＭＦＲを、上述した範囲内とすることができ、上記樹脂組成物が射出成形性に優れたものとなる。また、熱伝導性に寄与する粒子径２４．６～２９．４μｍの比較的大きな粒子がある程度存在するため、上記樹脂組成物の熱伝導率を高くすることができ、放熱性を向上させることができる。
上記比は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布から求めた割合（ａ）及び（ｂ）に基づいて算出することができる。
上記樹脂組成物に含まれる窒化ホウ素粒子は、粒子径が３５．０μｍ以上の粒子を実質的に含まないことが好ましく、粒子径が３０．０μｍ以上の粒子を実質的に含まないことがより好ましい。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記窒化ホウ素粒子が上記粒子径範囲の粒子を実質的に含まないことは、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布における上記粒子径範囲の粒子の割合が０．１％以下であることを意味する。
これにより、上記樹脂組成物の放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる。
上記窒化ホウ素粒子が上記粒子径範囲の粒子を実質的に含まないことは、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて測定した粒度分布における上記粒子径範囲の粒子の割合が０．１％以下であることを意味する。
上記樹脂組成物中の上記窒化ホウ素粒子の粒度分布が上述した各範囲内にある場合、樹脂組成物中に上記窒化ホウ素粒子が密に存在することができ、溶融粘度の増大を抑制することができる。また、ある程度大きな窒化ホウ素粒子が存在するので、優れた熱伝導性が発現する。その結果、放熱性に優れ、かつ流動性が維持された（成形性に優れる）樹脂組成物となる。
本明細書において、上記樹脂組成物中の上記窒化ホウ素粒子の粒度分布は、上記樹脂組成物を灰化させた残渣の窒化ホウ素粒子について測定したものであってよい。
上記窒化ホウ素粒子の含有量は、上記樹脂組成物に対し、３０～６５質量％である。上記含有量は、３５質量％以上であることが好ましく、３８質量％以上であることがより好ましく、また、６０質量％以下であることが好ましく、５５質量％以下であることがより好ましい。
本開示の樹脂組成物は、上記のように窒化ホウ素粒子を比較的多量に含んでいても成形性に優れる。
本開示の樹脂組成物は、上記のように窒化ホウ素粒子を比較的多量に含んでいても成形性に優れる。
本開示の樹脂組成物は、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。上記他の成分としては特に限定されないが、チタン酸カリウム等のウィスカ、ガラス繊維、アスベスト繊維、カーボン繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウム繊維、アラミド繊維、その他の高強度繊維等の繊維状の強化材；タルク、マイカ、クレイ、カーボン粉末、グラファイト、ガラスビーズ等の無機充填材；着色剤；難燃剤等通常使用される無機又は有機の充填材；シリコーンオイル、二硫化モリブデン等の潤滑剤；顔料；カーボンブラック等の導電剤；ゴム等の耐衝撃性向上剤；ステアリン酸マグネシウム等の滑剤；ベンゾトリアゾール化合物等の紫外線吸収剤；その他の添加剤等を用いることができる。
これらの添加剤は、本願の効果を損なわない範囲で配合することができる。
これらの添加剤は、本願の効果を損なわない範囲で配合することができる。
本開示の樹脂組成物は、例えば、上記フッ素樹脂、上記窒化ホウ素粒子、及び必要に応じて他の成分を混合することにより製造することができる。上記混合は、単軸及び二軸押出機等を用いて行うことができる。
上記樹脂組成物は、放熱性及び成形性を一層高いレベルで両立させることができる点で、溶融混練により得られることが好ましい。
上記樹脂組成物を溶融混練により得る場合は、原料窒化ホウ素粒子として、窒化ホウ素の凝集体粒子を使用することが好ましい。このような原料窒化ホウ素粒子を上記フッ素樹脂とともに溶融混練することにより、得られる樹脂組成物のＭＦＲを上述の範囲に容易に制御することができる。また、得られる樹脂組成物における窒化ホウ素粒子の粒度分布を、上述した好ましい範囲に容易に制御することもできる。
上記凝集体粒子は、窒化ホウ素の一次粒子が凝集したものである。
上記凝集体粒子は、窒化ホウ素の一次粒子が凝集したものである。
上記原料窒化ホウ素粒子は、アスペクト比（長径／短径）が１．０～３．０であることが好ましく、１．０～２．５であることがより好ましい。
上記アスペクト比は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定する長径及び短径から算出することができ、３０個のサンプルについて測定したアスペクト比の平均値を採用する。
上記アスペクト比は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定する長径及び短径から算出することができ、３０個のサンプルについて測定したアスペクト比の平均値を採用する。
上記原料窒化ホウ素粒子の具体例としては、昭和電工株式会社製のＵＨＰ－Ｇ１Ｈ、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製のＣＦ６００、水島合金鉄社製のＦＳ－３等が挙げられる。
上記溶融混練の温度は、上記フッ素樹脂の融点より高いことが好ましく、上記フッ素樹脂の融点より５℃以上高い温度であることがより好ましい。
上記樹脂組成物は、粉末、顆粒、ペレット等の形態の別を問わないものであるが、射出成形に供しやすい点で、ペレットであることが好ましい。
本開示の樹脂組成物は、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、２．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが更に好ましく、３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが特に好ましい。熱伝導率が上記範囲内にあると、上記樹脂組成物が放熱性に一層優れる。
上記熱伝導率は、下記の方法で測定する熱拡散率と比熱容量と密度との積により算出することができる。
（熱拡散率）
装置：アイフェイズ社製ａｉ ｐｈａｓｅ ｍｏｂｉｌｅ１
測定温度：２５℃
サンプル：プレス成形によって得た０．５ｍｍｔプレート
Ｎ＝３で測定しその平均値を用いる。
※サンプルのプレス成形条件
装置：井元製作所社製熱プレス機ＩＭＣ－１１ＦＡ
成形温度：３６０℃
圧力：１０ＭＰａ
加圧時間：２分
（比熱容量）
ＪＩＳ Ｋ ７１２３に従って測定を行い、２５℃の値を採用する。
（密度）
ＪＩＳ Ｚ ８８０７に従って測定する。
上記熱伝導率は、下記の方法で測定する熱拡散率と比熱容量と密度との積により算出することができる。
（熱拡散率）
装置：アイフェイズ社製ａｉ ｐｈａｓｅ ｍｏｂｉｌｅ１
測定温度：２５℃
サンプル：プレス成形によって得た０．５ｍｍｔプレート
Ｎ＝３で測定しその平均値を用いる。
※サンプルのプレス成形条件
装置：井元製作所社製熱プレス機ＩＭＣ－１１ＦＡ
成形温度：３６０℃
圧力：１０ＭＰａ
加圧時間：２分
（比熱容量）
ＪＩＳ Ｋ ７１２３に従って測定を行い、２５℃の値を採用する。
（密度）
ＪＩＳ Ｚ ８８０７に従って測定する。
本開示の樹脂組成物は、１５ｔ射出成形機（住友重機械工業社製、Ｍ２６／１５Ｂ）を用いて、シリンダー温度３８０℃、金型温度２００℃で射出成形することにより、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠した試験片を得ることが可能なものであることが好ましい。このような樹脂組成物は、射出成形性に一層優れる。
本開示の樹脂組成物は、引張破断歪が１．０％以上であることが好ましく、１．１％以上であることがより好ましい。引張破断歪が上記範囲内にあると、上記樹脂組成物が靭性に一層優れる。
上記引張破断歪は、ＡＳＴＭ Ｄ ６３８に準拠し、試験片はＴｙｐｅＶを用いて引張試験を行うことにより、測定することができる。
上記引張破断歪は、ＡＳＴＭ Ｄ ６３８に準拠し、試験片はＴｙｐｅＶを用いて引張試験を行うことにより、測定することができる。
本開示の樹脂組成物を成形することにより、成形品を得ることができる。上記樹脂組成物を成形する方法は特に限定されず、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、フィルム成形法、電線被覆成形法等が挙げられる。本開示の樹脂組成物は、流動性に優れることから、射出成形法により好適に成形できる。
本開示の樹脂組成物を射出成形して得られる成形品は、本開示の好適な態様の１つである。
本開示の樹脂組成物を射出成形して得られる成形品は、本開示の好適な態様の１つである。
上記成形品の形状としては特に限定されず、例えば、シート状；フィルム状；ロッド状；パイプ状等の種々の形状にすることができる。
本開示の樹脂組成物は、放熱性に優れ、更に成形性にも優れることから、電気・電子機器、自動車、ＬＥＤ等の放熱性が要求される分野において、多様な形状に成形して利用することが可能である。また、電線の被覆材、モーター部材、モーターインシュレーター、ＬＥＤランプソケット、リチウムイオン電池部材にも利用することが可能である。
次に実施例を挙げて本開示を更に詳しく説明するが、本開示はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例及び比較例の各物性は以下の方法により測定した。
ＭＦＲ
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って、メルトインデクサーを用いて、フルオロポリマーの種類によって定められた測定温度（例えば、ＰＦＡやＦＥＰの場合は３７２℃、ＥＴＦＥの場合は２９７℃）、荷重（例えば、ＰＦＡ、ＦＥＰ及びＥＴＦＥの場合は５ｋｇ）において内径２ｍｍ、長さ８ｍｍのノズルから１０分間あたりに流出するポリマーの質量（ｇ／１０分）として求めた。
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って、メルトインデクサーを用いて、フルオロポリマーの種類によって定められた測定温度（例えば、ＰＦＡやＦＥＰの場合は３７２℃、ＥＴＦＥの場合は２９７℃）、荷重（例えば、ＰＦＡ、ＦＥＰ及びＥＴＦＥの場合は５ｋｇ）において内径２ｍｍ、長さ８ｍｍのノズルから１０分間あたりに流出するポリマーの質量（ｇ／１０分）として求めた。
熱伝導率
下記の方法で測定する熱拡散率と比熱容量と密度との積により算出した。
（熱拡散率）
装置：アイフェイズ社製ａｉ ｐｈａｓｅ ｍｏｂｉｌｅ１
測定温度：２５℃
サンプル：プレス成形によって得た０．５ｍｍｔプレート
Ｎ＝３で測定しその平均値を用いた。
※サンプルのプレス成形条件
装置：井元製作所社製熱プレス機ＩＭＣ－１１ＦＡ
成形温度：３６０℃
圧力：１０ＭＰａ
加圧時間：２分
（比熱容量）
ＪＩＳ Ｋ ７１２３に従って測定を行い、２５℃の値を採用した。
（密度）
ＪＩＳ Ｚ ８８０７に従って測定した。
下記の方法で測定する熱拡散率と比熱容量と密度との積により算出した。
（熱拡散率）
装置：アイフェイズ社製ａｉ ｐｈａｓｅ ｍｏｂｉｌｅ１
測定温度：２５℃
サンプル：プレス成形によって得た０．５ｍｍｔプレート
Ｎ＝３で測定しその平均値を用いた。
※サンプルのプレス成形条件
装置：井元製作所社製熱プレス機ＩＭＣ－１１ＦＡ
成形温度：３６０℃
圧力：１０ＭＰａ
加圧時間：２分
（比熱容量）
ＪＩＳ Ｋ ７１２３に従って測定を行い、２５℃の値を採用した。
（密度）
ＪＩＳ Ｚ ８８０７に従って測定した。
引張破断歪
ＡＳＴＭ Ｄ ６３８に準拠し、試験片はＴｙｐｅＶを用いて引張試験を行うことにより、測定した。
ＡＳＴＭ Ｄ ６３８に準拠し、試験片はＴｙｐｅＶを用いて引張試験を行うことにより、測定した。
射出成形性
ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠した試験片が成形できるかどうかで判定した。射出成形は、住友重機械工業社の１５ｔ射出成形機Ｍ２６／１５Ｂを用いて、シリンダー温度３８０℃、金型温度２００℃で行った。
上記試験片が成形できた場合は〇、成形できなかった場合は×とした。
ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠した試験片が成形できるかどうかで判定した。射出成形は、住友重機械工業社の１５ｔ射出成形機Ｍ２６／１５Ｂを用いて、シリンダー温度３８０℃、金型温度２００℃で行った。
上記試験片が成形できた場合は〇、成形できなかった場合は×とした。
樹脂組成物中の窒化ホウ素粒子の粒度分布
ニッケル製のるつぼに樹脂組成物のペレットを５ｇ入れ、電気マッフル炉（アドバンテック社製、ＦＵＷ２２２ＰＡ）にて６００℃で２時間過熱し、樹脂を焼き飛ばし灰分残渣を得た。
得られた残渣について、レーザー回折式粒子径分布測定装置（Ｓｙｍｐａｔｅｃ ＧｍｂＨ社製、ＲＯＤＯＳ Ｔ４．１）を用いて以下の条件にて測定した。
（測定条件）
測定レンジ：Ｒ１（０．１８～３５μｍ）
分散圧：３ｂａｒ
サンプル量：１ｇ
ニッケル製のるつぼに樹脂組成物のペレットを５ｇ入れ、電気マッフル炉（アドバンテック社製、ＦＵＷ２２２ＰＡ）にて６００℃で２時間過熱し、樹脂を焼き飛ばし灰分残渣を得た。
得られた残渣について、レーザー回折式粒子径分布測定装置（Ｓｙｍｐａｔｅｃ ＧｍｂＨ社製、ＲＯＤＯＳ Ｔ４．１）を用いて以下の条件にて測定した。
（測定条件）
測定レンジ：Ｒ１（０．１８～３５μｍ）
分散圧：３ｂａｒ
サンプル量：１ｇ
実施例及び比較例では、以下の原料を使用した。
（フッ素樹脂）
ＰＦＡ１：テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、ＭＦＲ＝７２ｇ／１０分
ＰＦＡ２：テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、ＭＦＲ＝２８ｇ／１０分
ＦＥＰ：テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ＭＦＲ＝４０ｇ／１０分
（窒化ホウ素）
ＢＮ１：昭和電工株式会社製ＵＨＰ－Ｇ１Ｈ、凝集窒化ホウ素粒子、平均粒径５０μｍ
ＢＮ２：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製ＰＴＸ６０、凝集窒化ホウ素粒子、平均粒径５５～６５μｍ
ＢＮ３：デンカ社製ＭＧＰ、鱗片状窒化ホウ素粒子、平均粒径１０μｍ
（フッ素樹脂）
ＰＦＡ１：テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、ＭＦＲ＝７２ｇ／１０分
ＰＦＡ２：テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、ＭＦＲ＝２８ｇ／１０分
ＦＥＰ：テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ＭＦＲ＝４０ｇ／１０分
（窒化ホウ素）
ＢＮ１：昭和電工株式会社製ＵＨＰ－Ｇ１Ｈ、凝集窒化ホウ素粒子、平均粒径５０μｍ
ＢＮ２：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製ＰＴＸ６０、凝集窒化ホウ素粒子、平均粒径５５～６５μｍ
ＢＮ３：デンカ社製ＭＧＰ、鱗片状窒化ホウ素粒子、平均粒径１０μｍ
実施例１
フッ素樹脂（ＰＦＡ１）６０質量部と窒化ホウ素（ＢＮ１）４０質量部を溶融混練して樹脂組成物を作製した。溶融混練は、二軸押し出し機（テクノベル社製ＭＦＵ２０ＴＷ）を使用し、３８０℃で実施した。窒化ホウ素はサイドフィーダーから供給した。得られた樹脂組成物を用いて評価を行なった。結果を表１に示す。
フッ素樹脂（ＰＦＡ１）６０質量部と窒化ホウ素（ＢＮ１）４０質量部を溶融混練して樹脂組成物を作製した。溶融混練は、二軸押し出し機（テクノベル社製ＭＦＵ２０ＴＷ）を使用し、３８０℃で実施した。窒化ホウ素はサイドフィーダーから供給した。得られた樹脂組成物を用いて評価を行なった。結果を表１に示す。
実施例２～６及び比較例１～２
フッ素樹脂及び窒化ホウ素の種類及び量を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を作製し、評価した。結果を表１に示す。
フッ素樹脂及び窒化ホウ素の種類及び量を表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を作製し、評価した。結果を表１に示す。
Claims (6)
- フッ素樹脂及び窒化ホウ素粒子を含む樹脂組成物であって、
前記樹脂組成物に対し、前記フッ素樹脂が３５～７０質量％、前記窒化ホウ素粒子が３０～６５質量％であり、
前記樹脂組成物のメルトフローレートが５．０～１００ｇ／１０分であり、
前記窒化ホウ素粒子は、粒子径が１４．６～２０．６μｍの粒子の割合（ａ）が０．０１～５．０％であり、粒子径が２４．６～２９．４μｍの粒子の割合（ｂ）が０．１～１０．０％であり、粒子径が１４．６～２０．６μｍの粒子の割合（ａ）に対する粒子径が２４．６～２９．４μｍの粒子の割合（ｂ）の比（（ｂ）／（ａ））が１．０～２０．０であり、
前記樹脂組成物のメルトフローレートは、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８に準拠して、直径２．１ｍｍで長さが８ｍｍのダイにて、荷重５ｋｇ、３７２℃で測定した値である
ことを特徴とする樹脂組成物。 - 前記フッ素樹脂は、溶融加工可能なフッ素樹脂である請求項１記載の樹脂組成物。
- 前記フッ素樹脂は、テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、及び、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１又は２記載の樹脂組成物。
- 熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１、２又は３記載の樹脂組成物。
- 引張破断歪が１．０％以上である請求項１、２、３又は４記載の樹脂組成物。
- 請求項１、２、３、４又は５記載の樹脂組成物を射出成形して得られる成形品。
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